JPH07206205A - 適合駆動システム及び静電写真印刷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光導電性表面が正確に画定され、均一に一定
な速度で搬送されるように速度制御を行なう。 【構成】 予め決められた移動経路に沿って光導電性表
面５０を搬送させるための適合駆動システム２は、駆動
源１０と中間駆動発生装置３０を含み、中間駆動発生装
置は表面に適合したエンドレスループテープ３６を有
し、エンドレスループテープは非弾性支持層及び摩擦接
触層を含み、非弾性支持層は駆動されるために駆動源と
機能的に関連し、摩擦接触層は表面と接触して位置し、
搬送移動を誘引する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般的には予め決められ
た経路に沿ってドラムを回転させたり、ベルトを搬送す
るためのシステムに関し、さらに詳細には、静電写真印
刷装置において、受光体（例えば、感光体）ドラム及び
／又はベルト表面を前進させるための適合摩擦駆動シス
テムに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】典型的
な静電写真（静電複写）印刷機においては、剛性ドラム
又はウェブ状ベルトの形態の受光体部材を、ここで述べ
られる様々な処理ステーションを通過して搬送又は駆動
させるためのシステムが提供されている。静電写真印刷
装置においては、受光体ドラム又はベルトは、しばしば
駆動モータを中間円筒状シャフトに直接的に又はチェー
ン又はベルト駆動及び減速装置を通じて間接的に連結す
ることによって駆動され、円筒状シャフトはドラムと固
定連結されるか又はベルトを前進させるドラムを駆動さ
せる。一般的にはそのような駆動システムは単一電気モ
ータを含み、そのモータはシャフトに取り付けられた回
転ボディー（回転体）と連結しており、シャフトはドラ
ムと接続するか受光体ベルトの内部表面と摩擦連結して
いる。そのようなシステムは、一般的には所望の回転出
力パワー及び速度を伝達するための減速サブシステムも
含む。

【０００３】ここで述べられるタイプのモータ駆動シス
テムは、一般的に大きく、重く、高価な駆動モータ及び
複合の曲がりくねった機械リンケージを含み、その機械
リンケージは非能率的で複数のベアリング、ピボット、
及び調節メカニズムを必要とし、製造し、組み立てるの
に高価である。さらに、これらのメカニズムは、貴重な
空間を占め、望ましくない振動を起こし、定期的な給油
を必要とし、いくつかの装置において熱問題を起こす原
因となる。さらに、この種の駆動システムでは、受光体
ドラムは正確にはバランスが取れなかったり、ローラは
正確に走行しないようにベルトは円筒状ローラの周りに
巻きかけられたり、ローラが互いに正確に平行な関係で
構成されないので、全ての点において正確な一定速度で
ドラム又はベルトの速度ベクトルを保つことは不可能で
ある。この問題は、システムの幾何学的配置の不完全性
によってさらに悪化し、ドラム又はベルト表面の速度ベ
クトルが共通基準線に対して垂直ではない方向へ沿って
延出させられる。

【０００４】受光体部材の光導電性表面は複数の機能的
に異なる処理ステーションを通って同時に搬送されるの
で、高品質結果のためには印刷オペレーションの間、表
面の正確で一定な速度制御が不可欠であり、速度のばら
つきは狭い画定許容範囲に制限されなければならない。
特に、光導電性表面はそれぞれの処理ステーションを通
過するため、潛像位置は、連続する画像形成ステップの
互いに正確な見当合わせ（位置合わせ）を維持するため
に、正確に画定されなければならない。受光体部材の速
度が潛像形成サイクルの間に逸脱すると、コピー品質
は、特に、露光がラスタタイプレーザスキャナによって
狭いバンドで連続的に適用されるときかなり劣化する。
従って、光導電性表面が正確に画定され、均一に一定な
速度で搬送されるように、移動する受光体部材の速度の
ばらつきは最小化されなければならない。

【０００５】受光体速度のばらつきは、重い慣性負荷又
は" フライホィール(flywheels)"によって制動されてき
た。さらに最近では受光体ドラム又はベルトの正確な速
度制御は、サーボモータメカニズム又はサーボモータメ
カニズムと補助慣性負荷ダンピングの組み合わせを適用
することによって提供される。そのようなサーボモータ
メカニズムの動力学に起因すると共に限定製作公差の結
果、そのようなシステムによって提供される実際の速度
制御はほぼ一定になるだけだった。適度な速度のばらつ
きは多くのローエンド（low-end:簡易な）シングルカラ
ー印刷装置においては受容できるが、ほとんどの高技術
水準、高速度、高品質装置においては、正確な速度制御
は非常に重要であり、高品質カラー静電写真印刷装置に
おいては不可欠である。

【０００６】ドラム又はベルト駆動システムに一定速度
を提供する問題への様々なアプローチが提案され、利用
されてきた。例えば、サーボモータ駆動を使用すること
でかなり正確な速度制御が達成され、サーボモータの駆
動は監視されたばらつきに応じて、ドラム又はベルト表
面の搬送速度を素早く再調整することができる。この種
の駆動システムは、一般的にフィードバック制御を備
え、その制御は慣性負荷の性質のため、高速度環境で実
行するには非効率的で高価である。

【０００７】従って、本発明の目的は光導電性表面が正
確に画定され、均一に一定な速度で搬送されるように、
移動受光体部材の速度制御を行うことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の一態様に従う
と、予め決められた移動経路に沿って表面を搬送するた
めの適合（conformable ）摩擦駆動システムが開示され
ている。駆動システムは、駆動源手段及びエンドレステ
ープループを含む中間駆動手段を含み、そのループは非
弾性支持層及び摩擦接触層を有し、非弾性層は駆動され
るための駆動源手段と機能的に関連しており、摩擦接触
層は前記表面と摩擦接触して位置しており、表面の搬送
移動を誘引する。

【０００９】本発明の別の態様に従うと、画像形成表
面、及び予め決められた移動経路に沿って画像形成表面
を搬送するための適合摩擦駆動システムを含む、静電写
真印刷装置が提供されている。摩擦駆動システムは、駆
動源及び中間駆動システムを含み、中間駆動システム
は、画像形成面に適したエンドレステープループを含
み、エンドレステープループは非弾性支持層及び摩擦接
触層を含み、非弾性支持層は駆動されるための駆動源と
機能的に関連し、摩擦接触層は画像形成面と摩擦接触し
て位置し、搬送移動を誘引する。

【００１０】本発明の請求項１の態様では，予め決めら
れた移動経路に沿って表面を搬送させるための適合駆動
システムであって、動源手段と、間駆動手段であって、
前記中間駆動手段は、前記表面に適合したエンドレステ
ープループを含み、前記エンドレステープループは非弾
性支持層及び摩擦接触層を含み、前記非弾性支持層は駆
動されるために前記駆動源手段と機能的に関連し、前記
摩擦接触層は前記表面と接触して位置し、搬送移動を誘
引する、前記中間駆動手段と、を含む。

【００１１】本発明の請求項２の態様では，静電写真印
刷装置であって、前記装置は画像形成表面及び適合駆動
システムを含み、予め決められた移動経路に沿って画像
形成表面を搬送し、動源と、間駆動システムであって、
前記システムは、前記表面に適したエンドレステープル
ープを含み、前記エンドレステープループは非弾性層及
び摩擦接触層を含み、前記非弾性支持層は駆動されるた
めに前記駆動源手段を機能的に関連し、前記摩擦接触層
は表面と接触して位置し、搬送移動を誘引する、前記中
間駆動システムと、を含む。

【００１２】

【実施例】図１及び２は本発明の適合摩擦駆動システム
２の例示的な実施例を示している。図１及び２に例示し
た実施例に示されるように、駆動源１０は中間駆動発生
装置３０と連結しており、光導電性表面５０の摩擦駆動
搬送移動を誘引する。

【００１３】駆動源１０は電気駆動モータ１２を含み、
そのモータは中心軸に沿って駆動モータ１２から延出す
る駆動シャフト１４を有する。駆動シャフト１４は摩擦
巻き掛け駆動ベルト１６によってフライホィール１８と
連結している。あるいは、連結は歯状タイミングベルト
タイプでもよい。本実施例では、駆動シャフト１４とフ
ライホィール１８の寸法比はおよそ１：３なので比較的
低いトルクの駆動モータの使用が可能になっている。フ
ライホィール１８は、駆動トレーンにおける慣性回転移
動を決定するために必要に応じて選択される横断面厚み
を有する。一般的にフライホィール１８の慣性移動は、
過渡的外乱の影響を最小化し、駆動モータ１２を介して
入力されるフィードバック信号に応じてシステムの全体
速度の均一性を最大化するように最適化される。フライ
ホィール１８は同軸方向に取り付けられた駆動キャプス
タン２０を含み、以下に述べるようにフライホィール１
８からの回転移動を中間駆動発生装置３０と連結する。

【００１４】中間駆動発生装置３０は、ドラッグシュー
３２及びテープテンショニング（張力付与）滑車（みぞ
のある車）３４を含み、その滑車３４は駆動キャプスタ
ン２０の平面に機能的に関連して取り付けられる。駆動
発生装置３０の構成要素は駆動テープループ３６の予め
決められた移動経路を画定する同一平面に位置し、駆動
テープループ３６はこれらの構成要素のそれぞれと整合
して（位置合わせされて）連動するように配置され、そ
の周りに巻き掛けられている。前に述べられたようにキ
ャプスタン２０は、それと共に回転するようにフライホ
ィール１８に取り付けられており、ドラッグシュー３２
は固定して取り付けられ、制御摩擦表面コーティングを
有し、テープテンショニング滑車３４は、レバーアーム
３５の上に回転するように取り付けられ、滑車３４と共
にレバーアームは駆動テープループ３６の予め決められ
た移動経路を画定する。レバーアーム３５は、固定ピボ
ットポイント（点）３７に旋回するように取り付けら
れ、固定支持アーム３８とレバーアーム３５の間に取り
付けられた弾性スプリング４０によって駆動テープルー
プ３６に張力を与えるように予圧される。ピンチロール
部材２２は駆動キャプスタン２０に隣接して設けられて
おり、キャプスタン２０との接点でテープループに外力
を与え、それによって法線方向接触力を増加して滑りを
予防する。上記に述べられた駆動構成要素に加えて、好
ましくはクリーニングブレード４２を含むクリーニング
装置も設けられ、クリーニングブレード４２は付着残渣
（デブリス）を除去するために駆動テープループ３６と
弾力係合して配置されている。このクリーニング装置
は、最大駆動剛性及びテープループ速度ベクトルの一貫
した制御のために、駆動キャプスタン２０でのタイト
（緊密）な接触を維持する手段を提供する。

【００１５】開示された構成を利用すると、駆動テープ
ループ３６はキャプスタン２０、ドラッグシュー３２及
びテープテンショニング滑車３４によって画定される予
め決められた経路をキャプスタン２０によって駆動さ
れ、光導電性表面５０と摩擦係合して配置されており、
その表面は搬送移動を誘引するためにここでは剛性ドラ
ムとして示されている。従って中間駆動発生装置３０の
一般機能は、駆動モータ１２からの回転移動を光導電性
表面５０の移動経路に沿った一定の速度ベクトルを提供
する方法で光導電性表面５０と連結させることであり、
ドラム直径の変動、円錐性、直線性、真円度のイレギュ
ラー（不揃い）及びシャフトと他の回転部材の偏心のよ
うな除去できない速度のばらつきによる影響をなくすこ
とである。図１及び２に示される例示的な実施例は、光
導電性表面５０と駆動テープループ３６の間の正接接触
点で一定表面速度を提供し、表面速度はキャプスタン２
０の周速と実質的に同一であり、受光体ドラムの直径に
依存しない。

【００１６】キャプスタン２０の回転制御を行うため
に、ロータリエンコーダシステム２４が提供され、フラ
イホィール１８との共通シャフト上のキャプスタン２０
の増分角度変位を検出する。この目的のためのエンコー
ディングシステムは当該技術の分野では公知であり、米
国特許第５、２０６、６４５号に開示されているシング
ルチャンネルエンコーダの例があり、その内容は引用に
より本明細書に組み入れられる。エンコーダ２４は、駆
動ベルト１６及び慣性フライホィール１８を介するモー
タ１２の作動からエンコーダ２４、即ち同軸キャプスタ
ン２０のシャフトの瞬間速度を力学的に調節するために
負フィードバック制御ループにおいて使用される出力信
号を提供する。エンコーダハードウェアに関しては、本
発明によって開示された適合摩擦駆動システムのコンパ
クト性が、光導電性表面との強固な連結を提供し、機械
バックラッシュが実質的になくなり、キャプスタン２０
の周縁が物理的に小さく、典型的な受光体ドラムの周縁
よりも実質的に小さいので、エンコーダ分解能が効果的
に高められ、受光体動作の高分解能フィードバック制御
をもたらす。あるいは、公称フィードバックループ制御
を提供するフィードバックシステムは、低分解能部品に
比例して安い値段で提供されてもよい。

【００１７】図３を参照すると、本発明の駆動テープル
ープ３６は高テンション（張力）スチール又はそれに類
似した物質から製造されることが好ましく、エンドレス
駆動テープループ３６の基板として非弾性支持基体層３
１を提供する。この方法で、速度不規則性の原因のテー
プストレッチ（伸び）は実質的に除去される。支持基体
層３１は、凹凸（イレギュラー）を除去するために溶接
されかつグラインド（研磨）又はラップされる（磨かれ
る）金属リボンから形成される。あるいは、非弾性材料
はチューブからカットされるか、電鋳される。耐磨耗性
ポリマー又は他の柔軟性物質の大変薄い均一層は、図３
に示されるようにループの外面に接着され、摩擦接触層
３３を提供する。ラバー（ゴム）及び他のエラストマー
工業用物質のように接着層は、ループがツーリング（to
oling ）固定具で循環されながら、多量の液体潤滑で露
出表面を機械的に研ぐことによって、大変薄く正確な寸
法に機械加工される。この柔軟性コーティングは正の摩
擦表面層３３を提供し、スムースベルト又は受光体のド
ラム表面５０と接触し、正の接触付着が最小接触力で形
成される。当業者によって、ループ３６の非弾性基体層
３１は機械ヒステリシス又はバックラッシュを実質的に
防ぐ直接接触によって、キャプスタン２０のハード（硬
い）表面としっかり連結していることが理解されるであ
ろう。摩擦接触層３３によって良い適合性及び駆動表面
との高摩擦接触力が提供される降伏性は、介在エラスト
マー層３３を介する非弾性基体層３１と駆動表面５０の
間の連結剛性と妥協しないことはあまりはっきりしな
い。エラストマーは慎重に薄く、駆動接触が比較的長い
寸法領域に形成されるため、剛性は維持される。これら
の条件の下で、エラストマー層３１のネット（正味の）
連結剛性（スティフネス）は、層の厚みを減少させルー
プ３６と表面５０の接触の長さを延出させることによっ
て任意に高くできる。

【００１８】図４及び５で分かるように、ここで開示さ
れている適合摩擦駆動システムは多目的デザイン構成を
提供し、様々なサイズ及び形態の搬送表面を有する様々
なマシーン及び装置の均一作動を行うために使用され
る。このため、図４から分かるように、全く同じハード
ウェアが、様々な直径のドラム表面に同一の表面速度を
提供するために使用される。さらに図５を参照すると、
少し修正をした適合摩擦駆動システムは受光体ベルトの
ような平坦表面を駆動させるためにも使用されうる。こ
の実施例では、固定及び／又はスプリング負荷シュー４
４を低摩擦支持面５２との組み合わせで提供することが
有益で、摩擦駆動テープループ３６と受光体面５０の接
触係合を向上する。

【００１９】図６を参照すると、公知のタンデム（縦
列）構成エンジンが示されており、そのエンジンはマル
チカラー画像形成に共通に使用され、前に参照した米国
特許第５、２１８、４０５号及び他の特許及び出版物に
開示されている。このタイプの典型的な静電写真印刷機
は、４つの受光体６２、６４、６６及び６８を含む。そ
れぞれの受光体は、個々の静電写真プロセッサによって
得られた固有の色分解（色分離）を支持する。４つの色
分解は、互いに正確な見当合わせをして中間ベルト７０
に転写され、フルカラー画像を形成する。受光体６２、
６４、６６及び６８は、本発明に従った個々に制御可能
な適合摩擦駆動システム２によって駆動される。この構
成では、受光体ドラムは示されているように別個の及び
独立適合駆動メカニズムによって個々に制御及び段階を
追って実行される。中間転写ベルト７０も本発明である
付加独立制御可能適合摩擦駆動メカニズム２によって駆
動される。中間転写ベルトは、１つ又は複数の適合駆動
メカニズムによって予め決められた経路に沿って搬送さ
れることができる。適合駆動メカニズムは、アイドラド
ラム７４又は低摩擦ドラッグシュー７６の反対側に（向
かい合って）取り付けられる。あるいは、単一適合駆動
は光導電性ベルトの実質的平面領域（図示せず）に隣接
して配置される。これらの様々な構成においては、当該
技術分野ではよく知られているように真空テンショナ
（張力付与装置）７８を提供することが有益であり、こ
のテンショナは余分なベルトのたるみを調節し、全移動
経路に沿った受光体ベルトの実質的に均一な張力を維持
する。例としてこのシステム方式を使用することで、本
発明によって開示された複数の適合駆動メカニズムは静
電写真印刷機の様々な画像保持面で一定速度を提供する
様々な構造に組み入れられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による適合摩擦駆動システムの側面図で
ある。

【図２】図１に示された適合摩擦駆動システムの斜視図
である。

【図３】本発明の適合摩擦駆動システムで利用される摩
擦テープループの拡大部分図である。

【図４】本発明の適合摩擦駆動システムの側面図であ
り、様々な直径を有する回転ドラムとの機能的構成が示
されている。

【図５】本発明の適合摩擦駆動システムの側面図であ
り、ウェブ状ベルトを有する機能的構成が示されてい
る。

【図６】典型的なタンデム構造静電写真印刷機の側面図
であり、様々な構成を示しており、本発明の適合駆動シ
ステムが有益に利用される。

【符号の説明】

２ 適合摩擦駆動システム １０ 駆動源 ３０ 中間駆動発生装置 ３１ 非弾性支持層 ３３ 摩擦接触層 ３６ 駆動テープループ ５０ 光導電性表面 ７０ 中間ベルト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め決められた移動経路に沿って表面を
   搬送させるための適合駆動システムであって、 駆動源手段と、 中間駆動手段であって、前記中間駆動手段は、前記表面
   に適合したエンドレステープループを含み、前記エンド
   レステープループは非弾性支持層及び摩擦接触層を含
   み、前記非弾性支持層は駆動されるために前記駆動源手
   段と機能的に関連し、前記摩擦接触層は前記表面と接触
   して位置し、搬送移動を誘引する、前記中間駆動手段
   と、 を含む適合駆動システム。
2. 【請求項２】 静電写真印刷装置であって、前記装置は
   画像形成表面及び適合駆動システムを含み、予め決めら
   れた移動経路に沿って画像形成表面を搬送し、 駆動源と、 中間駆動システムであって、前記システムは、前記表面
   に適したエンドレステープループを含み、前記エンドレ
   ステープループは非弾性層及び摩擦接触層を含み、前記
   非弾性支持層は駆動されるために前記駆動源手段を機能
   的に関連し、前記摩擦接触層は表面と接触して位置し、
   搬送移動を誘引する、前記中間駆動システムと、 を含む静電写真印刷装置。